Post on 17-Feb-2019
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Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno. Sono molto abbondanti in natura. Hanno sapore dolce.
Funzioni: Strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventi
(funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali � cellulosa)Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismoProtezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina)
GLICIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI
Organismi autotrofi (Es. piante): sintetizzano zuccheri (glucosio) a partire da componenti inorganici quali acqua e CO2 mediante il processo di fotosintesi clorofilliana.
Organismi eterotrofi (Es. animali): soddisfano il fabbisogno energetico nutrendosi di alimenti che contengono zuccheri. Ecco alcuni esempi:
frutta e miele -> fruttosio; glucosio barbabietola da zucchero, zucchero di canna -> saccarosiolatte e latticini -> lattosiocereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi -> amidocarne e pesce -> glicogeno
Disaccaridi(formati da 2 molecole di zucchero)
Glucosio + fruttosio � Saccarosio (comune zucchero da cucina)Glucosio + glucosio � Maltosio (deriva da digestione dell’amido)Glucosio + galattosio � Lattosio (in latte e latticini)
Polisaccaridi(formati da
più di 20 molecole di
glucosio)
Amido � riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi)si accumula in amiloplasti nella cellula vegetalesi trova nei semi e nelle radici
Glicogeno � riserva energetica negli animali si accumula in muscoli e fegato
Cellulosa � funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete cellulare delle cellule vegetalipuò essere digerita solo dagli erbivoriè il composto organico più abbondante sulla Terra
I diversi tipi di glicidi
Monosaccaridi(formati da 1 molecola di zucchero)
5CRibosioDesossiribosio Componenti degli acidi nucleici
Glucosio ���� principale fonte di energiaFruttosio � si trova nella fruttaGalattosio
6C
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Aspetti generali• I glucidi sono composti ternari → C, H, O
• Sono anche detti carboidrati o zuccheri
• Sono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetali
• Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana
• Nel corpo umano costituiscono soltanto l’1% del peso corporeo
• CARBOIDRATI• Gli zuccheri, gli amidi e la cellulosa: costituiscono una riserva di
Energia, • Se si tratta di una sola molecola di zucchero: monosaccaride• Se due molecole legate con legame glucosidico: disaccaride• Se più molecole: polisaccaride• I monosaccaridi sono gli zuccheri più semplici formati da 3 a 7
atomidi C• Il composto a 3C più comune: gliceraldeide• 5C: ribosio e desossiribosio• 6C: glucosio, fruttosio e galattosio: esosi• Disaccaridi: Maltosio: 2 glucosio, saccarosio: 1 glucosio ed un
fruttosio, lattosio, 1 Glucosio ed 1 galattosio• Condensazione ed idrolisi
I monosaccaridi
• Sono solubili in acqua
• Hanno aspetto cristallino e colore bianco
• Sono dolci
• Formula generale: C6H12O6 CnH2nOn
Glucosio, fruttosio, galattosio
• Sono isomeri strutturali
• Glucosio: – è il glucide più importante in natura– si trova nella frutta e nei vegetali– nel sangue umano → 60-100 mg/100
• Fruttosio:– è lo zucchero della frutta– presente anche nel miele
• Galattosio: – non si trova allo stato libero ma combinato (è un
costituente del lattosio e di alcuni glucidi complessi)
I disaccaridi
• Il legame tra due monomeri glucidici è detto legame glucosidico, può essere:– di tipo α (i due –OH sono sotto il piano della molecola) – di tipo β (uno dei due –OH è sotto il piano della molecola,
l’altro sopra)
• Sono bianchi, cristallini, dolci e idrolizzabili
• Saccarosio (glucosio + fruttosio):– è lo zucchero da tavola– si ottiene dalla barbabietola e dalla canna da zucchero
• Maltosio (glucosio + glucosio):– è lo zucchero del malto– si ottiene per idrolisi dell’amido
• Lattosio (glucosio + galattosio):– è lo zucchero del latte – per fermentazione lattica dà acido lattico
Saccarosio, maltosio, lattosio
Lattosioβ-D-galattosio-(1-4)-β-D-glucosio
Saccarosioβ-D-fruttosio-(1-2)-α-D-glucosio
Trealosioα-D-glucosio-(1-1)-α-D-glucosio
I polisaccaridi: classificazione
• In base alla composizione chimica:– omopolisaccaridi, ad es. amido, glicogeno, cellulosa– eteropolisaccaridi, ad es. emicellulosa, pectina
• In base alla funzione:– di riserva, ad es. amido, glicogeno – strutturale, ad es. cellulosa, chitina
• In base agli aspetti nutrizionali:– disponibili, ad es. amido – non disponibili, ad es. cellulosa, emicellulosa → fibra
Amido
• È la riserva energetica più importante dei vegetali
• Si accumula nei semi e nei tuberi
• È formato da due polisaccaridi:– amilosio → lineare– amilopectina → ramificato
Glicogeno è il più importante zuccherodi riserva animale
• Polimero del glucosio → forma ramificata
• Si accumula nel fegato e nei muscoli
GlicogenoGlicogenoGlicogenoGlicogeno
• Possediamo enzimi salivari, pancreatici e intestinali che scindono i legami α1-4 interni, α1-4 terminali e α1-6.• Non possediamo enzimi che frammentano i legami β1-4 della cellulosa
Cellulosa
• Polimero del glucosio con legami β-glucosidici →non è digeribile dall’organismo umano
• Ha forma lineare
• Conferisce rigidità ai tessuti vegetali
Eteropolisaccaridi
• Emicellulose:– Struttura per lo più ramificata– Ad es. xilani, mannani, galattani, ecc.
• Pectine:– Sono molto abbondanti nella frutta– In soluzione acida e con zuccheri gelificano → marmellata
• Glicoproteine:– Svolgono ruoli biologici complessi– Ad es. fibrinogeno, collagene, immunoglobuline, ecc.
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Il destino metabolico dei glucidi
Il destino metabolico dei glucidi coincide in gran parte con quello del glucosio
Nel processo ossidativo del glucosio si distinguono tre tappe:� la glicolisi� il ciclo di Krebs� la fosforilazione ossidativa
Complessivamente:C6H12O6+ 6O2 → 6 CO2 + 6 H2O +38 ATP
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La glicolisi
È una via metabolica molto antica, presente in tutte le forme viventi
glucosio → 2 acido piruvico + 2 ATP
Si compie nel citoplasma cellulare
11 reazioni in successione lineare costituiscono il pathway della glicolisi.
Il glucosio viene ossidato lentamente per produrre due tronconi da 3 atomidi carbonio: piruvato
Se il NADH viene rigenerato a livello mitocondriale allora ogni NADH genererà 3 ATP (glicolisi aerobia)
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11 reazioni in successione linearecostituiscono il pathway dellaglicolisi.
Il glucosio viene ossidatolentamente per produrre due tronconi da 3 atomi di carbonio: piruvato
glucosio6P
fruttosio6PFruttosio1,6bisP
gliceraldeide3P idrossiacetone3P1,3 bisfosfoglicerato3Pglicerato
fosfenolpiruvato
Lattico deidrogenasi, enzima che riduce il piruvato a lattato, usa NADH e produce NAD+, Ma catalizza anche la reazione inversa, esiste in 5 isoforme diverse che si originano dalla diversa aggregazione delle 2 subunità di cui è formata M e H in una struttura quaternaria composta da 4 subunità.
La regolazione del metabolismo dei carboidrati viene fatto essenzialmente a livello degli enzimi che regolano la sintesi e il catabolismo del glucosio e del glicogeno, mediante modificazioni covalenti di questi enzimi (fosforilazione/defosforilazione) e attraverso stimolazione o inibizione da cofattori come l’ATP e l’AMP. O da intermedi delle vie metaboliche come il citrato o l’AcetilCoA.Esiste una regolazione ormonale essenzialmente a carico di Insulina e Glucagone(adrenalina soprattutto per i muscoli). L’insulina è una piccola proteina prodotta dalle cellule B del pancreas in risposta all’innalzamento della glicemia. Il glucagone si produce invece in risposta all’ipoglicemia, nelle cellule alfa dello stesso pancreas. Lo stress e il movimento fanno produrre l’adrenalina dalla ghiandola surrenale.
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Il ciclo di Krebs
È un insieme di sequenze cicliche
Avviene nella matrice mitocondriale
Molti prodotti intermedi vengono impiegati in altre vie metaboliche
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La fosforilazione ossidativa
È un insieme di reazioni che porta alla liberazione di energia sotto forma di ATP
Avviene nelle creste mitocondriali
L’idrogeno proveniente dal ciclo di Krebs si lega
all’ossigeno per formare acqua
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Le funzioni dei glucidi
La principale funzione dei glucidi è quella energetica
I glucidi forniscono energia di rapido utilizzo
Funzione di riserva→ si accumulano sotto forma di glicogeno nei muscoli e nel fegato, in caso di necessità il glicogeno è idrolizzato e libera glucosio
Alcuni glucidi svolgono un ruolo plastico, come ad es. il galattosio e il ribosio
Funzione protettiva: sono necessari per un corretto utilizzo dei grassi, che in carenza di glucidi si ossidano, dando luogo ai cosiddetti corpi chetonici, tossici per il nostro organismo
1 g di glucidi = 4 kcal